respiration

SISTEM PERNAFASAN
Kompetensi
Memahami mekanisme kerja
fisiologis organ-organ pernafasan
1. Pernafasan Eksternal
2. Pernafasan Internal
EXIT
Mengapa harus bernafas?
C6H12O6
+
Butuh energi
Butuh Oksigen
O2
H20
+
Membuang zat sisa
C02
+
ATP
BACK
SISTEM ORGAN PERNAFASAN EKSTERNAL
TEMPAT PERTUKARAN GAS (O2 – CO2)
SYARAT:
1.
2.
3.
4.
Permukaan luas
Selalu basah
Dinding tipis
Banyak kapiler darah
1. Terhubung dengan sel
secara langsung
Secara sederhana/
non organ
Paru-paru
Mamalia, Aves, Reptil, Ampibi
Insang
Invertebrata Air, Ikan
Kulit
Kelompok cacing
Trakea
Kelompok serangga
PROSES RESPIRASI EKSTERNAL
Pada Mamalia
1. Ventilasi paru-paru
2. Difusi gas melewati membran pernafasan
3. Transportasi gas dalam darah
4. Pertukaran gas dari darah ke sel
BACK
VENTILASI PARU-PARU
Menghindari penumpukan CO2
pada alveoli dan
tetap menjaga suplai O2 dari
lingkungan ke alveoli
Pergerakan fisik udara
masuk dan keluar
pada saluran pernafasan
Ekspirasi dan Inspirasi
mekanisme
VENTILASI PARU-PARU
Tekanan dan volume gas berperan penting dalam ventilasi paru-paru
HUKUM BOYLE : P = 1/V
Apabila volume gas dikecilkan maka tekanan akan meningkat,
Apabila volume gas dibesarkan maka tekanan akan menurun
Udara akan mengalir dari
tempat bertekanan tinggi ke
tempat bertekanan rendah
Dasar proses
mekanisme ventilasi
paru-paru (ekspirasiinsprirasi)
VENTILASI PARU-PARU
- Volume paru-paru membesar
- Tekanan gas dalam paru-paru rendah
- Udara masuk (Inspirasi/Inhalasi)
mekanisme
- Volume paru-paru mengecil
- Tekanan gas dalam paru-paru tinggi
- Udara keluar (Eksprirasi/Ekshalasi)
mekanisme
VENTILASI PARU-PARU
Tekanan udara dalam paru-paru dibandingkan
dengan tekanan udara lingkungan (760 mmHg)
760
760
760
760
760
760
759
761
760
760
BACK
DIFUSI GAS MELEWATI MEMBRAN PERNAFASAN
Merupakan pertukaran gas antara alveoli dan kapiler darah
DIFUSI GAS MELEWATI MEMBRAN PERNAFASAN
Melibatkan 2 medium yang berbeda:
1. Udara (rongga alveoli)
2. Cair (darah)
Perpindahan gas antar 2 media (udara dan air) akan
terjadi secara difusi,
tergantung pada gradien tekanan parsial tiap-tiap gas.
GAS AKAN BERPINDAH DARI TEMPAT DENGAN
TEKANAN PARSIAL TINGGI KE RENDAH
Tekanan Parsial (p) Oksigen dalam darah kapiler yang
berasal dari jantung relatif lebih rendah dibandingkan
pO2 pada alveoli, sehingga O2 BERDIFUSI dari ALVEOLI
KE DARAH
Tekanan Parsial (p) CO2 dalam darah kapiler yang
berasal dari jantung relatif lebih tinggi dibandingkan
pCO2 pada alveoli, sehingga CO2 BERDIFUSI dari
DARAH KE ALVEOLI
DIFUSI GAS MELEWATI MEMBRAN PERNAFASAN
Gas
Tekanan parsial gas (mmHg)
Atmosfir
Alveoli
Vena
Arteri
Sel
p O2
155,8
105
40
105
40
p CO2
0,38
40
45
40
45
BACK
Transpor Oksigen
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
ALVEOLI
Kapiler Darah
O2
O2
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
1 molekul Hb dapat mengikat 4 molekul O2
Transpor Oksigen
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
Transpor Oksigen
Transpor Oksigen
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
Kandungan Hb pada darah normal :
Pria
: 14-18 gram/100 ml darah
Wanita : 12-16 gram/100 ml darah
Satuan kadar Hb sering juga disebut sebagai:
x gram/dl
Atau dalam bahasa medis disebut:
x%
1 g Hb dapat mengikat maksimal 1,34 ml O2
Jika kadar Hb seseorang 15 g/dl = 15 g/100ml darah = 15%
Setiap 100ml darah orang tersebut dapat mengikat
20,1 ml O2
Transpor Karbondioksida
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
Karbondioksida hasil dari proses respirasi sel, diangkut dalam darah menuju paru-paru
Di dalam darah, ada 3 cara mengangkut CO2
Terlarut dalam
plasma (tetap
sebagai CO2)
7%
Masuk ke Eritrosit
93%
H2CO3
(asam karbonik)
70%
H+ dan HCO3HCO3dalam plasma
Terikat Hb
(karbaminohemoglobin)
23%
Transpor Karbondioksida
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
H2CO3 dan HCO3- akan berperan sebagai buffer
terhadap perubahan pH dalam darah
Jika darah basa
HCO3-
H2CO3
Jika darah asam
+
H+
TRANSPORTASI GAS DALAM DARAH
Hemoglobin
PIGMEN RESPIRASI
Pigmen respirasi
Myoglobin
-
Mengikat O2 dalam otot vertebrata
Hanya memiliki satu heme
Mengikat O2 lebih kuat dari Hb
Otot mamalia air (berenang) memiliki lebih banyak
(8%) myoglobin dibandingkan mamalia lainnya
Hemocyanin
-
Ditemukan pada umumnya invertebrata
Inti heme bukan Fe tetapi Cu
Memiliki struktur mirip Hb
Tidak memiliki rantai porphyrin
Jika berikatan dengan O2 akan berwarna biru terang
Hemerythrin
- Heme berintikan Fe, tetapi tidak memiliki rantai
porphyrin
- Umumnya ditemukan dalam darah invertebrata air
BACK
BACK
PERNAFASAN PADA AVES
- Peristiwa inspirasi dan ekspirasi pada aves tidak disebabkan perubahan volume paruparu, tetapi disebabkan perubahan volume pada kantong udara
- Prinsif perpindahan udara sama dengan menggunakan paru-paru
PERNAFASA PADA AVES
BACK
ALAT PERNAFASAN PADA INVERTEBRATA AIR
BACK
PERNAFASAN PADA IKAN
PERNAFASAN PADA IKAN
PERNAFASAN PADA IKAN
PERNAFASAN PADA IKAN
PERNAFASAN PADA IKAN
PERBANDINGAN
BACK
PERNAFASAN PADA SERANGGA
PERNAFASAN PADA SERANGGA
Thorax
Abdomen
PERNAFASAN PADA SERANGGA
Umumnya serangga pada trakeol terisi air
O2 berdifusi melintasi air dan kemudian melintasi membran trakeol untuk masuk ke
ekstraseluler, dari ekstraseluler berdifusi masuk ke sel yang aktif
Resting
Active
BACK
PERNAFASAN SEDERHANA
- Difusi O2 dan CO2 terjadi hanya melintasi selapis membran yang terhubung langsung
dengan lingkungan
- Tidak membutuhkan organ khusus
BACK
PERNAFASAN MELALUI KULIT
- Pertukaran langsung menggunakan media membran kulit
- Mempersyaratkan kulit harus selalu basah
- Peredaran gas dalam tubuh tetap melalui media sistem sirkulasi
BACK
PERNAFASAN AMPIBI
PERNAFASAN AMPIBI
Lung
Skin
(Source: Nielsen, 1997)
PERNAFASAN AMPIBI
(Source: Nielsen, 1997)
BACK
30 µm
Surface area
of one large cube
= 5,400 µm2
10 µm
Total surface area
of 27 small cubes
= 16,200 µm2
BACK